3 circuite invertoare de înaltă putere SG3525 de mare putere

Postul explică 3 circuite invertoare de 12V puternice, dar simple, cu undă sinusoidală, utilizând un singur IC SG 3525. Primul circuit este echipat cu o caracteristică de detectare și întrerupere a bateriei descărcate și o caracteristică de reglare automată a tensiunii de ieșire.

Acest circuit a fost solicitat de unul dintre cititorii interesați ai acestui blog. Să aflăm mai multe despre cerere și despre funcționarea circuitului.

Proiectul nr. 1: sin modificat de bază

În una dintre postările anterioare am discutat despre funcționarea pin out a IC 3525 , folosind datele, am proiectat următorul circuit, care este, deși destul de standard în configurația sa, include o caracteristică de oprire a bateriei descărcate și, de asemenea, o îmbunătățire automată a reglării ieșirii.

Următoarea explicație ne va plimba prin diferitele etape ale circuitului, să le învățăm:

După cum se poate observa în diagrama dată, ICSG3525 este montat în modul său standard PWM generator / oscilator unde frecvența oscilației este determinată de C1, R2 și P1.

P1 poate fi ajustat pentru a obține frecvențe exacte conform specificațiilor cerute ale aplicației.

Gama P1 este de la 100Hz la 500 kHz, aici suntem interesați de valoarea de 100 Hz care oferă în cele din urmă un 50Hz între cele două ieșiri la pinul # 11 și pinul # 14.

Cele două ieșiri de mai sus oscilează alternativ în mod push push (totem), conducând mosfet-urile conectate în saturație la frecvența fixă ​​- 50 Hz.

Mufetele ca răspuns, „împing și trageți tensiunea / curentul bateriei de-a lungul celor două înfășurări ale transformatorului care, la rândul său, generează rețeaua de curent alternativ necesară la înfășurarea de ieșire a transformatorului.

Tensiunea de vârf generată la ieșire ar fi oriunde în jurul valorii de 300 de volți, care trebuie ajustată la aproximativ 220V RMS utilizând un contor RMS de bună calitate și prin ajustarea P2.

P2 reglează de fapt lățimea impulsurilor la pinul # 11 / # 14, ceea ce ajută la furnizarea RMS-ului necesar la ieșire.

Această caracteristică facilitează o formă de undă sinusoidală modificată controlată de PWM la ieșire.

Caracteristica de reglare automată a tensiunii de ieșire

Deoarece IC facilitează un pin-out de control PWM, acest pin-out poate fi exploatat pentru a permite o reglare automată a ieșirii sistemului.

Pinul 2 este intrarea de detectare a erorii interne încorporate Opamp, în mod normal, tensiunea la acest pin (non-inv.) Nu ar trebui să crească în mod implicit peste marca 5.1V, deoarece pinul inv # 1 este fixat la 5.1V intern.

Atâta timp cât pinul 2 se încadrează în limita de tensiune specificată, caracteristica de corecție PWM rămâne inactivă, totuși, în momentul în care tensiunea la pinul 2 tinde să crească peste 5,1V, impulsurile de ieșire sunt ulterior restrânse, în încercarea de a corecta și echilibra tensiunea de ieșire în consecință.

Un transformator de detectare mic TR2 este utilizat aici pentru a obține o tensiune de probă a ieșirii, această tensiune este corectată în mod corespunzător și alimentată la pinul 2 al IC1.

P3 este setat astfel încât tensiunea alimentată să rămână cu mult sub limita de 5,1V atunci când tensiunea de ieșire RMS este în jur de 220V. Aceasta setează caracteristica de reglare automată a circuitului.

Acum, dacă din orice motiv tensiunea de ieșire tinde să crească peste valoarea setată, funcția de corecție PWM se activează și tensiunea se reduce.

În mod ideal P3 ar trebui să fie setat astfel încât tensiunea de ieșire RMS să fie fixă ​​la 250V.

Deci, dacă tensiunea de mai sus scade sub 250V, corecția PWM va încerca să o tragă în sus și invers, acest lucru va ajuta la obținerea unei reglări bidirecționale a ieșirii,

O investigație atentă va arăta că includerea R3, R4, P2 nu are sens, acestea putând fi eliminate din circuit. P3 poate fi utilizat exclusiv pentru obținerea controlului PWM intenționat la ieșire.

Caracteristică de tăiere a bateriei descărcate

Cealaltă caracteristică utilă a acestui circuit este capacitatea de a întrerupe bateria.

Din nou această introducere devine posibilă datorită caracteristicii de oprire încorporată a IC SG3525.

Pinul 10 al IC-ului va răspunde la un semnal pozitiv și va opri ieșirea până când semnalul este inhibat.

Un opamp 741 funcționează aici ca detector de joasă tensiune.

P5 ar trebui să fie setat astfel încât ieșirea 741 să rămână la un nivel logic scăzut atâta timp cât tensiunea bateriei este peste pragul de tensiune scăzută, aceasta poate fi de 11,5V. 11V sau 10.5 după cum preferă utilizatorul, în mod ideal nu ar trebui să fie mai mic de 11V.

Odată setat acest lucru, dacă tensiunea bateriei tinde să scadă sub valoarea de tensiune scăzută, ieșirea IC devine instantaneu ridicată, activând caracteristica de oprire a IC1, inhibând orice altă pierdere de tensiune a bateriei.

Rezistența de feedback R9 și P4 se asigură că poziția rămâne blocată chiar dacă tensiunea bateriei tinde să crească la unele niveluri superioare după activarea operației de oprire.

Lista de componente

Toate rezistențele au 1/4 de wați 1% MFR. dacă nu se specifică altfel.

• R1, R7 = 22 Ohmi
• R2, R4, R8, R10 = 1K
• R3 = 4K7
• R5, R6 = 100 ohmi
• R9 = 100K
• C1 = 0,1uF / 50V MKT
• C2, C3, C4, C5 = 100nF
• C6, C7 = 4.7uF / 25V
• P1 = 330K presetat
• P2 --- P5 = 10K presetări
• T1, T2 = IRF540N
• D1 ---- D6 = 1N4007
• IC1 = SG 3525
• IC2 = LM741
• TR1 = 8-0-8V ..... curent conform cerințelor
• TR2 = 0-9V / 100mA Baterie = 12V / 25 până la 100 AH

Etapa opamp a bateriei descărcate în schema prezentată mai sus ar putea fi modificată pentru un răspuns mai bun, așa cum este prezentat în următoarea diagramă:

Aici putem vedea că pin3 al opamp-ului are acum propria rețea de referință folosind D6 și R11 și nu depinde de tensiunea de referință de la IC 3525 pin16.

Pinul 6 al opampului folosește o diodă zener pentru a opri orice scurgeri care ar putea perturba pinul 10 al SG3525 în timpul funcționării sale normale.

R11 = 10K
D6, D7 = diode zener, 3,3V, 1/2 watt

Un alt design cu corectarea automată a feedback-ului de ieșire

Proiectarea circuitului # 2:

În secțiunea de mai sus am aflat versiunea de bază a IC SG3525 concepută pentru a produce o ieșire cu undă sinusoidală modificată atunci când este utilizată într-o topologie invertor , iar acest design de bază nu poate fi îmbunătățit pentru a produce o formă de undă sinusoidală pură în formatul său tipic.

Deși ieșirea cu undă pătrată sau undă sinusoidală modificată ar putea fi OK cu proprietatea sa RMS și adecvată în mod rezonabil pentru alimentarea majorității echipamentelor electronice, nu se poate potrivi niciodată cu calitatea unei ieșiri invertor cu undă sinusoidală pură.

Aici vom învăța o metodă simplă care ar putea fi utilizată pentru îmbunătățirea oricărui circuit invertor SG3525 standard într-un omolog sinusoidal pur.

Pentru îmbunătățirea propusă, invertorul de bază SG3525 ar putea fi orice design standard al invertorului SG3525 configurat pentru a produce o ieșire PWM modificată. Această secțiune nu este crucială și ar putea fi selectată orice variantă preferată (puteți găsi multe online cu diferențe minore).

Am discutat un articol cuprinzător cu privire la cum se convertește un invertor cu undă pătrată într-un invertor cu undă sinusoidală într-una din postările mele anterioare, aici aplicăm același principiu pentru upgrade.

Cum se întâmplă conversia de la Squarewave la Sinewave

Ați putea fi curios să știți ce se întâmplă exact în procesul de conversie care transformă ieșirea într-o undă sinusoidală pură potrivită pentru toate încărcăturile electronice sensibile.

Practic se realizează prin optimizarea impulsurilor de undă pătrată în creștere și în scădere brute într-o formă de undă ușor în creștere și în scădere. Aceasta se execută prin tăierea sau ruperea valurilor pătrate care ies în număr de bucăți uniforme.

În valul sinusoidal propriu-zis, forma de undă este creată printr-un model exponențial de creștere și cădere unde unda sinusoidală urcă și coboară treptat în cursul ciclurilor sale.

În ideea propusă, forma de undă nu este executată într-un mod exponențial, mai degrabă undele pătrate sunt tăiate în bucăți, care iau în cele din urmă forma unei unde sinusoidale după o anumită filtrare.

„Tăierea” se face prin alimentarea unui PWM calculat la porțile FET printr-o etapă tampon BJT.

Un design tipic al circuitului pentru conversia formei de undă SG3525 într-o formă de undă sinusoidală pură este prezentat mai jos. Acest design este de fapt un design universal care poate fi implementat pentru modernizarea tuturor invertoarelor cu undă pătrată în invertoare cu undă sinusoidală.

Avertisment: Dacă utilizați SPWM ca intrare, înlocuiți BC547 inferior cu BC557. Emițătorii se vor conecta cu etapa tampon, Colector la masă, Bazele la intrarea SPWM.

Așa cum ar putea fi în diagrama de mai sus, cele două tranzistoare BC547 inferioare sunt declanșate de o alimentare sau intrare PWM, ceea ce le determină să treacă în funcție de ciclurile de funcționare PWM ON / OFF.

La rândul său, aceasta comută rapid impulsurile de 50Hz ale BC547 / BC557 provenind de la pinii de ieșire SG3525.

Operația de mai sus forțează în cele din urmă mosfeturile să pornească și să oprească de câte ori pentru fiecare dintre ciclurile de 50 / 60Hz și, prin urmare, să producă o formă de undă similară la ieșirea transformatorului conectat.

De preferință, frecvența de intrare PWM ar trebui să fie de 4 ori mai mare decât frecvența de bază 50 sau 60Hz. astfel încât fiecare ciclu de 50 / 60Hz să fie împărțit în 4 sau 5 bucăți și nu mai mult decât aceasta, ceea ce ar putea da naștere la armonici nedorite și încălzire cu mosfet.

Circuitul PWM

Feedul de intrare PWM pentru designul explicat mai sus poate fi achiziționat folosind oricare design standard IC 555 astabil așa cum se arată mai jos:

Acest Circuit PWM bazat pe IC 555 poate fi folosit pentru alimentarea unui PWM optimizat la bazele tranzistoarelor BC547 în primul design astfel încât ieșirea din circuitul invertor SG3525 capătă o valoare RMS apropiată de valoarea RMS a formei de undă sinusoidală pură de rețea.

Folosind un SPWM

Deși conceptul explicat mai sus ar îmbunătăți foarte mult ieșirea modificată cu undă pătrată a unui circuit invertor tipic SG3525, o abordare și mai bună ar putea fi să alegeți un Circuit generator SPWM .

În acest concept, „tăierea” fiecărei impulsuri de undă pătrată este implementată printr-un ciclu de funcționare PWM proporțional mai degrabă decât printr-un ciclu de funcționare fix.

Am discutat deja cum se generează SPWM folosind opamp , aceeași teorie poate fi utilizată pentru alimentarea etapei de conducere a oricărui invertor cu undă pătrată.

Un circuit simplu pentru generarea SPWM poate fi văzut mai jos:

Utilizarea IC 741 pentru procesarea SPWM

În acest design vedem un opamp IC 741 standard ale cărui pini de intrare sunt configurați cu câteva surse de undă triunghiulare, una fiind mult mai rapidă în frecvență decât cealaltă.

Undele triunghiulare ar putea fi fabricate dintr-un circuit standard bazat pe IC 556, conectat ca un compactor și un compactor, așa cum se arată mai jos:

FRECVENȚA VALURILOR DE TRIANGLU RAPID TREBUIE SĂ FIE ÎN jurul 400 Hz, POATE FI REGLATĂ REGLAND PREZETAREA DE 50 k SAU VALOAREA CAPACITATORULUI 1 nF

FRECVENȚA DE UNDE TRIANGLE LENT TREBUIE SĂ FIE EGALĂ CU FRECVENȚA DE IEȘIRE DORITĂ A INVERSORULUI. ACEASTA POATE FI DE 50 Hz SAU 60 Hz ȘI EGALĂ PENTRU PIN-ul # 4 FRECVENȚA SG3525

Așa cum se poate vedea în cele două imagini de mai sus, undele triunghiulare rapide sunt realizate de la un IC 555 obișnuit.

Cu toate acestea, undele de triunghi lent sunt achiziționate printr-un IC 555 conectat ca un „generator de undă pătrată la triunghi”.

Undele pătrate sau undele dreptunghiulare sunt achiziționate de la pinul 4 al SG3525. Acest lucru este important deoarece sincronizează ieșirea op amp 741 perfect cu frecvența de 50 Hz a circuitului SG3525. La rândul său, aceasta creează seturi SPWM dimensionate corect pe cele două canale MOSFET.

Când acest PWM optimizat este alimentat în primul proiect de circuit, ieșirea din transformator produce o altă formă de undă sinusoidală îmbunătățită și ușoară, cu proprietăți mult identice cu o formă de undă sinusoidală de rețea alternativă standard.

Cu toate acestea, chiar și pentru un SPWM, valoarea RMS va trebui setată corect inițial pentru a produce tensiunea corectă la ieșirea transformatorului.

Odată implementat, se poate aștepta la o ieșire echivalentă cu undă sinusoidală reală de la orice proiectare a invertorului SG3525 sau poate fi de la orice model de invertor cu undă pătrată.

Dacă aveți mai multe îndoieli cu privire la circuitul invertorului cu sine sinusoidală pur SG3525, vă puteți simți liberi să le exprimați prin comentariile dvs.

ACTUALIZAȚI

Un exemplu de bază de proiectare a unui stadiu oscilator SG3525 poate fi văzut mai jos, acest design ar putea fi integrat cu etapa PWM sinusoidală BJT / mosfet explicată mai sus pentru a obține versiunea îmbunătățită necesară a designului SG3525:

Schema completă a circuitului și aspectul PCB-ului pentru circuitul invertor cu undă sinusoidală pură SG3525 propus.

Amabilitatea: Ainsworth Lynch

Proiectare # 3: circuit invertor de 3kva folosind IC SG3525

În paragrafele anterioare am discutat în mod cuprinzător cu privire la modul în care un design SG3525 ar putea fi transformat într-un design eficient cu undă sinusoidală, acum să discutăm despre modul în care un circuit invertor simplu de 2kva poate fi construit folosind IC SG3525, care poate fi ușor actualizat la sinewave 10kva prin creșterea specificațiile bateriei, mosfetului și transformatorului.

Circuitul de bază este conform proiectului prezentat de dl Anas Ahmad.

Explicația cu privire la circuitul invertor propus SG3525 2kva poate fi înțeleasă din următoarea discuție:

salut swagatam, am construit următoarele 3kva 24V unde sinusoidale modificate de invertor (Am folosit 20 de MOSFET cu rezistor atașat la fiecare, mai mult, am folosit transformator central și am folosit SG3525 pentru oscilator) .. acum vreau să-l convertesc în undă sinusoidală pură, vă rog cum să fac asta?

Schema de bază

Răspunsul meu:

Buna Anas,

mai întâi încercați configurarea de bază așa cum se explică în acest articol despre invertorul SG3525, dacă totul merge bine, după aceea puteți încerca să conectați mai multe mosfete în paralel .....

invertorul prezentat în daigrama de mai sus este un proiect de undă pătrată de bază, pentru a-l converti în undă sinusoidală trebuie să urmați pașii explicați mai jos Capetele rezistenței / rețelei mosfet trebuie configurate cu un stadiu BJT și 555 IC PWM ar trebui să fie conectat așa cum este indicat în următoarea diagramă:

În ceea ce privește conectarea mosfetelor paralele

ok, am 20 de mosfet (10 pe cablul A, 10 pe cablul B), așa că trebuie să atașez 2 BJT la fiecare mosfet, adică 40 BJT și, de asemenea, trebuie să conectez doar 2 BJT care ies din PWM în paralel cu 40 BJT ? Îmi pare rău, sunt un novice care încearcă doar să o ia.

Răspuns:
Nu, fiecare joncțiune emițătoare a perechii BJT respective va conține 10 mosfete ... de aceea veți avea nevoie doar de 4 BJT în total ....

Utilizarea BJT-urilor ca tampoane

1. ok dacă îți pot da dreptate, din moment ce ai spus 4 BJT-uri, 2 pe plumbul A, 2 pe plumbul B, apoi încă 2 BJT din ieșirea PWM, nu?
2. folosesc bateria de 24 volți sper să nu existe nicio modificare a terminalului colector BJT la baterie?
3. Trebuie să folosesc rezistență variabilă de la oscilator pentru a controla tensiunea de intrare la MOSFET, dar nu știu cum voi merge despre tensiunea care va merge la baza BJT în acest caz, ce voi face astfel ca vreau sa ajung sa arunc in aer BJT?

Da, NPN / PNP BJT pentru etapa tampon și două NPN cu driverul PWM.
24V nu va afecta tampoanele BJT, dar asigurați-vă că utilizați un 7812 pentru coborârea acestuia la 12V pentru etapele SG3525 și IC 555.

Puteți utiliza potul IC 555 pentru reglarea tensiunii de ieșire din trafo și setați-l la 220V. amintește-ți de transformatorul trebuie să fie nominal mai mic decât tensiunea bateriei pentru a obține o tensiune optimă la ieșire. dacă bateria dvs. este de 24V, puteți utiliza un trafo 18-0-18V.

Lista de componente

Circuitul IC SG3525
toate rezistențele 1/4 watt 5% CFR, cu excepția cazului în care se specifică altfel
10K - 6nos
150K - 1 nr
470 ohm - 1 nr
presetări 22K - 1 nr
presetat 47K - 1 nr
Condensatoare
0.1uF Ceramic - 1no
IC = SG3525
Etapa Mosfet / BJT
Toate mosfetele - IRF540 sau orice rezistență echivalentă a porții - 10 Ohmi 1/4 wați (recomandat)
Toate BJT-urile NPN sunt = BC547
Toate PNJ BJT sunt = BC557
Rezistoarele de bază sunt toate 10K - 4nos
Etapa IC 555 PWM
1K = 1no 100K pot - 1no
1N4148 Diodă = 2nos
Condensatoare 0.1uF Ceramic - 1no
10nF Ceramic - 1no
Diverse IC 7812 - 1 nr
Baterie - 12V 0r 24V 100AH ​​Transformator conform specificațiilor.

O alternativă mai simplă